对固井质量解释评价若干问题的探讨

对固井质量解释评价若干问题的探讨

马贺松

长城钻探工程有限公司固井公司 辽宁盘锦 124010

摘要：声波水泥固井测井是检验封顶井固井质量的传统方法。经过几十年的不断发展和完善。但仍存在解释标准混乱、解释方法单一、缺乏定量解释等问题。本文通过仔细分析影响水泥结合度记录的各种因素，并根据大型井组实测结果建立不同的解释模型，认为这是解决水泥结合度评价评分问题的方向。

关键词：固井质量；解释评价

引言

现有的水泥质量检测方法对原有的单点单发接收记录仪进行了多方面的改进。例如，CET法可以确定水泥固井的两个特性，克服CBL/VDL微间隙和偏心的影响，提高局部的测量灵敏度。尽管声波水泥测井取得了长足的进步，并已成为水泥质量检测的主要方法，但仍存在一些问题。正如一些专家所说，声波工具简单，但声波解读结果复杂多样。

1.现有水泥胶结测井存在的问题

（1）水泥胶结测井仪的多样化导致解释混乱。用于检查水泥质量的仪器有很多种。由于设计思路不同，每种评分仪器的物理机理、解释方法和评价指标也不同。即使是同一种工具，由于厂家不同或批号不同，生产出来的工具性能也存在差异。在解释水泥加固时，这一差异不容忽视。合并质量检查忽略了这种区别，从而导致解释上的混乱。此外，由于不同油田使用的声波水泥测井工具种类繁多，数据的普适性较差，导致互通困难。例如，大庆油田开发的CBL/VDL声源距离分别为1.0 m和1.5 m，辽河油田使用的CBL/VDL声源距离分别为3 ft*（0.91 m）和5 ft （1.52 m）。

（2）缺乏统一的定量解释标准。目前的连贯解释评价方法在解释过程中人为因素较多，或基于经验或理论估计不完整，解释结果复杂多样。主要有四个问题。首先，认为套管加固和水泥环的质量是影响套管第一波（以下简称AMP）振幅的唯一因素。水灰比、套管直径和壁厚以及外部地层声学特性对AMP的影响。不管这些因素如何，可以将弱胶结的部分归类为中等胶结或良好的胶结，而将加固好的部分归类为中等胶结或弱胶结；其次，缺乏对定量解释、解释和评估的经验和理论支持。该模型相当简单，因此评估安装质量是一个模棱两可的概念；第三，不能准确区分径向引导和纵向引导，不能准确判断非胶层的方向，不能准确评估厚度小于仪器纵向精度的薄层的粘合状态。因此，各个油田固井过程中的薄层问题一直没有得到解决。四是配套质量解释标准不一致。不同的油田有不同的解释标准，解释者有不同的解释标准。例如，在大庆油田处理CBL/VDL数据时，将声波系统在1m和1.5m源距处测得的自由包络幅值调整为72~75mV，然后对数据进行解释。在辽河油田，将距离自由包络段3英尺×5英尺的声学系统幅度调整为50 mV，然后对数据进行解释。这些问题的存在导致质量整合的解释出现误判和误判，长期以来一直被忽视^[1]。

2.影响声波水泥胶结测井的因素

影响声学胶结记录的因素可分为三类。这些因素会影响夹层波头的幅度、计算的稳定器指数 BI、VDL 路径、夹层波时间差以及其他反映支撑质量的录音参数。鉴于套管波的第一幅值是评价水泥加固的最重要因素，以AMP为例讨论影响AMP的因素。

（1）与水泥环有关的因素。水泥环与套管的结合程度。这是影响AMP振幅的主要因素，也是声学水泥加固的记录。套管和水泥环固化良好，AMP振幅低；套管与水泥环之间的介质有粘性，AMP介质的振幅差；套管和水泥环没有固定好。高 AMP 容量。以辽河油田标定井组的4号双套管井为例，均为4mm厚的纯混合水环，外层为中速层。当内管以 10% 胶合时，AMP 的振幅为 0 段（每段 64 mV）。当内胎胶合50%~75%时，AMP的振幅为2.1目，增加了2.1目。水泥环型。不同类型的水泥套管在固定程度与套管相同的情况下，AMP 幅度不同。对于三种低密度水泥套管、G级砂、纯G级，在其他环境条件完全相同且均稳定10%的情况下，AMP幅度依次减小。这主要是由于水泥套管的密度越高，水泥套管的声阻抗越接近套管的声阻抗，在与套管之间的界面反射的声波的声强越低。套管和水泥，即套管波幅值衰减越大，AMP越小。以辽河油田标定井声波水泥固井记录数据为例，当外地层为中速层时，套管直径为139.7 mm，环厚为51 mm，两者均由10%，低密度水泥环的AMP容量约为10%。 G级砂水泥套管为1.2目，AMP范围为0至1.5g。对于纯 G 级水泥环，AMP 的振幅为 0 bar。可以看出，如果不考虑水泥环类型对AMP幅度的影响，对于低密度水泥环，测井曲线AMP幅度为1.2目，安装为判断为平均，但实际加固为10%，偏差较大。水泥环厚度。在其他条件相同的情况下，水泥套管越厚，AMP容量越高。以辽河油田标定井声波水泥固井记录数据为例，低密度水泥环套管直径为139.7 mm，外地层为中速层。当环厚度从 25 mm 变为 51 mm 时，AMP 的振幅从 0 目增加到 1.2 目。水与圆形水泥的比例。当水与水泥的比例增加时，第一波的幅度增加。以2井为例，套管直径139.7mm，外层为中速层，环厚25mm，均为纯G级水泥，当水泥含量为10%，水-水泥比为0.56，AMP容量为0.5g。当水灰比为 0.5 时，AMP 的幅值为0。

（2）环境因素对套管波首波幅度的影响。水泥套管外地层的声学特性。声音形成的速度对AMP有很大的影响。对于低密度水泥包装和纯G级水泥包装，当外部地层速度减小时，AMP的幅值增大。对于 G 级水泥套管，AMP 也随外部形成速度而变化。用于低密度水泥环的 AMP 比纯 G 水泥环更容易受到外部地层速度的影响。

3.对固井质量检查的建议

薄层问题通过在不同声源距离处测量的声幅曲线的幅度差异来评估。未合成的层越厚，不同声源距离的音频系统记录的声幅曲线差异越大。只要井下测量和记录精度足够高，就可以根据不同声源距离声波幅度曲线的差异来确定和评估厚度小于仪器纵向精度的未合成层。方法步骤如下：首先，在校准井中模拟不同厚度的未加工截面（以3英尺和5英尺声源间距为例）。读取声源间距离为3英尺和5英尺的音响系统测得的声音幅度曲线的幅度差，并绘制幅度差与未放大间隔的关系图。其次，读取实际录音中声波系统测得的声源距离为3英尺×5英尺的声幅曲线的幅值差，通过关系图计算BI为0的非均匀层的厚度。然后将其转换为对应于估计的固定指数 BI 的非分级层厚度。该方法为解释未分类层厚度小于仪器纵向分辨率的问题提供了新思路。建立统一的质量检验标准及其解释。校准井组件对不同仪器进行测量后，根据测量数据建立相应的数据库，用于仪器校准。该标定标准不仅规范了CBL配准的传统解释方法，还强调了低密度水泥和砂型水泥质量评价的标定和规范。提高注册表数据的可靠性，增强不同工具注册表数据的可比性^[3]。

4.结语

本文仔细分析了影响水泥固井评分的各种因素，认为利用标准井组根据实际测量结果建立不同的解释模型是解决水泥固井评价评分问题的方向。

参考文献

[1] 薛梅,楚泽涵,李艳华,等. 对固井质量解释评价若干问题的探讨[J]. 测井技术,2000,24(6):470-475. DOI:10.3969/j.issn.1004-1338.2000.06.019.

[2] 胡清龙,江万哲,容娇君,等. 固井质量综合评价方法探讨[J]. 内蒙古石油化工,2007, (5):249-251.

[3] 薛梅,楚泽涵,李艳华,等. 对声波固井质量解释评价若干问题的探讨[J]. 中国地球物理学会年刊,2000(1):86.